水泥细度

水泥细度

细度是指水泥颗粒总体的粗细程度。水泥颗粒越细，与水发生反应的表面积越大，因而水化反应速度较快，而且较完全，早期强度也越高，但在空气中硬化收缩性较大，成本也较高。如水泥颗粒过粗则不利于水泥活性的发挥。一般认为水泥颗粒小于40μm（0.04mm）时，才具有较高的活性，大于100μm（0.1mm）活性就很小了。

硅酸盐水泥细度用比表面积表示。比表面积是水泥单位质量的总表面积（m2/kg）。国家标准（GB175－1999）规定，硅酸盐水泥比表面积应大于300m2/kg。

水泥细度是表示水泥被磨细的程度或水泥分散度的指标。通常，水泥是由诸多级配的水泥颗粒组成的。水泥颗粒级配的结构对水泥的水化硬化速度、需水量、和易性、放热速度、特别是对强度有很大的影响。在一般条件下，水泥颗粒在0～10微米时，水化最快，在3～30微米时，水泥的活性最大，大于60微米时，活性较小，水化缓慢，大于90微米时，只能进行表面水化，只起到微集料的作用。所以，在一般条件下，为了较好地发挥水泥的胶凝性能，提高水泥的早期强度，就必须提高水泥细度，增加3～30微米的级配比例。但必须注意，水泥细度过细，比表面积过大，小于3微米的颗粒太多，水泥的需水量就偏大，将使硬化水泥浆体因水分过多引起孔隙率增加而降低强度。同时，水泥细度过细，亦将影响水泥的其它性能，如储存期水泥活性下降较快，水泥的需水性较大，水泥制品的收缩增大，抗冻性降低等。另外，水泥过细将显著影响水泥磨的性能发挥，使产量降低，电耗增高。所以，生产中必须合理控制水泥细度，使水泥具有合理的颗粒级配。

不同粉磨系统所生产的水泥的颗粒级配相差较大，开路粉磨系统的颗粒总体分布范围比较宽，颗粒总体粒径偏小，细粉含量高；闭路磨颗粒分布范围窄，颗粒总体粒径偏大，细粉含量偏少，粗粉含量多。

水泥中混合材的种类和掺量也会影响水泥的颗粒级配，掺石灰石、火山灰类易磨性好的混合材的水泥中细颗粒含量会增加。掺矿渣、磷渣等易磨性差的混合材的水泥中细颗粒含量较少。对掺不同混合材和掺量的水泥，所要求的颗粒级配也不相同。对于矿渣水泥，由于易磨性差，再加上提高粉磨细度可以显著提高水泥强度，因此，通常要求磨细些，尽量提高微粉含量。而对于掺火山灰质混合材和石灰石的水泥，很容易产生微粉，使水泥比表面积提高，水泥需水量增加，而对水泥强度的提高又不多，所以，应尽量减少微粉含量。水泥颗粒级配到底应控制在什么范围内最好，没有一成不变的答案，应该根据具体厂家的工艺情况和水泥性能要求决定。

水泥标号

水泥的标号是水泥“强度”的指标。

水泥的强度是表示单位面积受力的大小，是指水泥加水拌和后，经凝结、硬化后的坚实程度（水泥的强度与组成水泥的矿物成分、颗粒细度、硬化时的温度、湿度、以及水泥中加水的比例等因素有关）。水泥的强度是确定水泥标号的指标，也是选用水泥的主要依据。测定水泥强度的方法用前是“软练法”。此法是将1：3的水泥、标准砂（福建平潭白石英砂）及规定的水，按照规定的方法与水泥拌制成软练胶砂，制成7．07 X 7．07 X 7．07厘米的立方体抗压试块与8字形抗拉试块，在标准条件下进行养护，分别测定其3天、7天及28天的抗压强度和抗拉强度，以分组试块的28天平均抗压强度来确定水泥的标号，但3天、7天的技压强度也必须满足规定的要求。

目前我国生产的水泥一般有225＃、325＃、425＃、525＃等几种标号。生产不同标号的水泥，是为了适应制做不同标号的混凝土的需要。

水泥强度等级

水泥强度等级

按照ＧＢ１７５-２００７《通用硅酸盐水泥》的规定，采用ＧＢ／Ｔ１７６７１-１９９９规定的方法，将水泥、标准砂和水按１∶3.0∶０.５的比例，制成40mm×40mm×160mm的标准试件，在标准养护条件下（１d内为20±1摄氏度、相对湿度为90％以上的空气中，１d后为20±1摄氏度的水中）养护至规定的龄期，分别按规定的方法测定其3ｄ和28ｄ的抗压强度和抗折强度。根据测定的结果划分水泥强度等级。如硅酸盐水泥（Ｐ.Ⅰ／Ｐ.Ⅱ）分为42.5、42.5Ｒ、52.5、52.5R、62.5和62.5R六个强度等级（分别代表试件28d的抗压强度标准值的最小值为42.5兆帕、52.5兆帕、62.5兆帕，带R的为早强型等级）。1999年以前，水泥按照标号划分等级，其标号序列和现行的强度等级序列并不是严格对应，但是在实践中往往以现行的强度等级乘以10的积加上100后的数值来寻找对应关系（如42.5强度等级大致对应以前的525号），以便适应这一变化。

水泥熟料

水泥熟料

cement clinker

以石灰石和粘土、铁质原料为主要原料，按适当比例配制成生料，烧至部分或全部熔融，并经冷却而获得的半成品。在水泥工业中，最常用的硅酸盐水泥熟料主要化学成分为氧化钙、二氧化硅和少量的氧化铝和氧化铁。主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。硅酸盐水泥熟料加适量石膏共同磨细后，即成硅酸盐水泥。

（1) 化学成分

主要由CaO.SiO2.Al2O3和Fe2O3组成，其含量总和通常都在95%以上。

（2）矿物组成

熟料中CaO.SiO2.Al2O3和Fe2O3不是以单独的氧化物存在的，而是两种或两种以上的氧化物经高温化学反应生成的多种矿物的集合体，主要有：

硅酸三钙 3CaO.SiO2 硅酸二钙 2CaO.SiO2

铝酸三钙 3CaO.Al2O3

铁铝酸四钙 4CaO.Al2O3.Fe2O3

通常熟料中硅酸三钙和硅酸二钙含量约占75%左右，铝酸三钙和铁铝酸四钙的理论含量约占22%左右。

（3）水泥熟料的形成过程

1、水分蒸发：

自由水分随物料温度而逐渐蒸发，当温度升高至100～150℃时，生料中自由水分全部被排除。

湿法生产中，料浆可达32～40%，故此干燥过程对产量、质量及热耗影响极大。

2、粘土质原料脱水：

生料温度升至450℃时，高岭土脱去化学结合水。

在900°～950℃时，无定形物质又转变为晶体，同时放出热量。

3、碳酸盐分解：

碳酸钙与碳酸镁在600℃都开始分解，碳酸镁在750℃时分解即剧烈进行，而碳酸钙约在900℃时才快速分解。

MgCO3＝MgO+CO2

CaCO3＝CaO+CO2

4、固相反应：

水泥熟料中的主要矿物在800～1300℃时可以由固相物质相互反应而生成。

800～900℃时,CaO与Al2O3、Fe2O3反应，生成CA、CF；

900～1100℃时, 生成C12A7、C2F、C2S；

1100～1300℃时, 生成C3A、C4AF。

以上反应进行时放出一定热量，物料本身温度上升很快。

5、硅酸三钙（C3S）的形成和烧成反应：

硅酸三钙要在液相中才能大量形成。当温度升高到近1300℃时，C3A、C4AF、R2O等熔剂矿物变成液相，C2S与CaO溶解在高温液相中，互相反应生成C3S；C3S的生成速度与烧成温度和反应时间有关。其生成温度范围一般为1300～1450～1300℃。

熟料烧成后，温度开始下降，C3S形成速度减慢直至液相凝固。

6、熟料的冷却过程：

在冷却过程中，将有部分熔剂矿物形成晶体析出，另一部分来不及析晶而呈玻璃态存在。

C3S在1250℃时容易分解，所以要求在1300℃以下熟料要快冷，使C3S来不及分解，越过1250℃以后，C3S就比较稳定了。

C2S在<500℃时，由β－C2S转变为γ－C2S，密度减少而使体积增大10%左右，从而使熟料块变成粉末状。粉化后的γ－C2S与水反应时，几乎没有水硬性，因此在<500℃温度段时应急冷，使其来不及转化。

除此之外，熟料快冷还有以下优点：

1）防止C3S晶体长大或熟料矿物完全变成晶体。晶体粗大的C3S将使熟料强度下降，矿物完全晶化使熟料难磨。

2）使MgO凝结于玻璃体中或以细小晶体析出，能加快MgO的水化速度，改善安定

性。

3）使C3A晶体减少，避免快凝现象，且有利于提高抗硫酸盐性能。

4）使熟料块内部产生应力，增大了熟料的易磨性。

在熟料冷却过程中，可部分回收熟料带出窑的热量，从而降低热耗。

熟料形成过程是复杂的，各个过程之间互相影响、互相联系而又互相交叉。